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一種抗沖擊防變形鋁合金球棒及其制備方法與流程

文檔序號:12250891閱讀:367來源:國知局

本發(fā)明涉及鋁合金技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種抗沖擊防變形鋁合金球棒及其制備方法。



背景技術(shù):

棒球棍常用鋁合金材料來制造,但是目前的鋁合金棒球棍的強度、硬度和韌性不能協(xié)調(diào),在滿足棒球棍高強度、高硬度的同時,其沖擊韌性不高,容易變形,導(dǎo)致?lián)羟蛐Ч患巡⑶胰菀自趽羟蜻^程中對人體造成傷害,因此需要提供一種強度、硬度與韌性相互協(xié)調(diào)的棒球棍。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題,本發(fā)明提出了一種抗沖擊鋁合金球棒及其制備方法,本發(fā)明強度高、硬度好,抗沖擊韌性好,不易變形。

本發(fā)明提出的一種抗沖擊防變形鋁合金球棒,其各組分的重量百分比如下:Si:0.04-0.05%,F(xiàn)e:0.04-0.08%,Cu:1.3-1.8%,Mn:0.3-0.4%,Mg:0.3-0.4%,Cr:0.05-0.1%,Zn:0.14-0.2%,Ti:0.06-0.08%,Zr:0.11-0.13%,Sc:0.32-0.41%,Ag:0.3-0.5%,余量為Al;

其中,滿足“Ag+1.16(Sc/Zr)<4.7%”的表達(dá)式。

優(yōu)選地,其中滿足“4.3<Mg/Zn+Cu/Mg-1.5Ag/Cu<8.5”的表達(dá)式。

優(yōu)選地,其各組分的重量百分比如下:Si:0.042-0.048%,F(xiàn)e:0.05-0.07%,Cu:1.4-1.7%,Mn:0.33-0.37%,Mg:0.32-0.38%,Cr:0.06-0.08%,Zn:0.15-0.17%,Ti:0.065-0.075%,Zr:0.115-0.125%,Sc:0.35-0.38%,Ag:0.35-0.45%,余量為Al。

本發(fā)明還提出了上述抗沖擊防變形鋁合金球棒的制備方法,包括如下步驟:

S1、將鋁錠加入熔煉爐,升溫至730-760℃使之熔融,將剩余各原料加入熔煉爐中熔融,自然降溫至700-710℃,保溫10-25min,然后澆注成形,空冷至室溫得到鑄錠,其中,原料熔融的過程在氬氣氛圍中進(jìn)行;

S2、取S1中得到的鑄錠,升溫至430-450℃,保溫20-30h,空冷至室溫,然后以20-30℃/h的速度升溫至480-500℃,保溫1-2h,升溫至510-520℃,保溫10-30min,然后用水淬火,冷卻至室溫得到中間鑄錠;

S3、取S2中得到的中間鑄錠,升溫至110-130℃,保溫3-5h,升溫至140-160℃,保溫7-9h,空冷至室溫得到抗沖擊防變形鋁合金球棒。

優(yōu)選地,在S1中,原料熔融后進(jìn)行除渣操作。

優(yōu)選地,在S2中,淬火用水的溫度為40-60℃。

本發(fā)明通過調(diào)整元素Ag、Sc、Zr、Mg、Zn和Cu在預(yù)定范圍內(nèi)來確保棒球棍的強度、硬度,并與元素Si、Fe、Mn、Cr、Ti相互配合,增加本發(fā)明的強度、硬度和抗沖擊韌性;另外本發(fā)明通過限定Ag+1.16(Sc/Zr)<4.7%的關(guān)系式,Ag、Sc、Zr相互配合,可以促進(jìn)強化相細(xì)小彌散的析出,使其均勻分布,從而在提高本發(fā)明的強度、硬度的同時,避免了沖擊韌性低的問題,防止韌性較低,鋁合金容易開裂、變形的問題,并能減緩Ag、Mg和Cu原子在高溫時的重新分配和擴散的速度,從而可以提高析出相的熱穩(wěn)定性,改善合金的抗蠕變性能,從而防止形變;并通過配合限定4.3<Mg/Zn+Cu/Mg-1.5Ag/Cu<8.5的關(guān)系式,使得本發(fā)明在保持較好抗沖擊韌性的同時,避免強度等機械性能降低和熱穩(wěn)定性降低的問題,各元素相互配合,增加本發(fā)明的機械性能和抗形變性能。

具體實施方式

下面,通過具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。

實施例1

一種抗沖擊防變形鋁合金球棒,其各組分的重量百分比如下:Si:0.04%,F(xiàn)e:0.08%,Cu:1.3%,Mn:0.4%,Mg:0.3%,Cr:0.1%,Zn:0.14%,Ti:0.08%,Zr:0.11%,Sc:0.41%,Ag:0.3%,余量為Al;

其中,Ag+1.16(Sc/Zr)=4.62%,Mg/Zn+Cu/Mg-1.5Ag/Cu=6.13。

上述抗沖擊防變形鋁合金球棒的制備方法,包括如下步驟:

S1、將鋁錠加入熔煉爐,升溫至760℃使之熔融,將剩余各原料加入熔煉爐中熔融,自然降溫至700℃,保溫25min,然后澆注成形,空冷至室溫得到鑄錠,其中,原料熔融的過程在氬氣氛圍中進(jìn)行,原料熔融后進(jìn)行除渣操作;

S2、取S1中得到的鑄錠,升溫至430℃,保溫30h,空冷至室溫,然后以20℃/h的速度升溫至500℃,保溫1h,升溫至520℃,保溫10min,然后用溫度為60℃的水淬火,冷卻至室溫得到中間鑄錠;

S3、取S2中得到的中間鑄錠,升溫至110℃,保溫5h,升溫至140℃,保溫9h,空冷至室溫得到抗沖擊防變形鋁合金球棒。

實施例2

一種抗沖擊防變形鋁合金球棒,其各組分的重量百分比如下:Si:0.05%,F(xiàn)e:0.04%,Cu:1.8%,Mn:0.3%,Mg:0.4%,Cr:0.05%,Zn:0.2%,Ti:0.06%,Zr:0.13%,Sc:0.32%,Ag:0.5%,余量為Al;

其中,Ag+1.16(Sc/Zr)=3.36%,Mg/Zn+Cu/Mg-1.5Ag/Cu=6.08。

上述抗沖擊防變形鋁合金球棒的制備方法,包括如下步驟:

S1、將鋁錠加入熔煉爐,升溫至730℃使之熔融,將剩余各原料加入熔煉爐中熔融,自然降溫至710℃,保溫10min,然后澆注成形,空冷至室溫得到鑄錠,其中,原料熔融的過程在氬氣氛圍中進(jìn)行,原料熔融后進(jìn)行除渣操作;

S2、取S1中得到的鑄錠,升溫至450℃,保溫20h,空冷至室溫,然后以30℃/h的速度升溫至480℃,保溫2h,升溫至510℃,保溫30min,然后用溫度為40℃的水淬火,冷卻至室溫得到中間鑄錠;

S3、取S2中得到的中間鑄錠,升溫至130℃,保溫3h,升溫至160℃,保溫7h,空冷至室溫得到抗沖擊防變形鋁合金球棒。

實施例3

一種抗沖擊防變形鋁合金球棒,其各組分的重量百分比如下:Si:0.042%,F(xiàn)e:0.07%,Cu:1.4%,Mn:0.37%,Mg:0.32%,Cr:0.08%,Zn:0.15%,Ti:0.075%,Zr:0.115%,Sc:0.38%,Ag:0.35%,余量為Al;

其中,Ag+1.16(Sc/Zr)=4.18%,Mg/Zn+Cu/Mg-1.5Ag/Cu=6.13。

上述抗沖擊防變形鋁合金球棒的制備方法,包括如下步驟:

S1、將鋁錠加入熔煉爐,升溫至750℃使之熔融,將剩余各原料加入熔煉爐中熔融,自然降溫至702℃,保溫20min,然后澆注成形,空冷至室溫得到鑄錠,其中,原料熔融的過程在氬氣氛圍中進(jìn)行,原料熔融后進(jìn)行除渣操作;

S2、取S1中得到的鑄錠,升溫至435℃,保溫27h,空冷至室溫,然后以23℃/h的速度升溫至495℃,保溫1.2h,升溫至518℃,保溫15min,然后用溫度為55℃的水淬火,冷卻至室溫得到中間鑄錠;

S3、取S2中得到的中間鑄錠,升溫至115℃,保溫4.5h,升溫至145℃,保溫8.5h,空冷至室溫得到抗沖擊防變形鋁合金球棒。

實施例4

一種抗沖擊防變形鋁合金球棒,其各組分的重量百分比如下:Si:0.048%,F(xiàn)e:0.05%,Cu:1.7%,Mn:0.33%,Mg:0.38%,Cr:0.06%,Zn:0.17%,Ti:0.065%,Zr:0.125%,Sc:0.35%,Ag:0.45%,余量為Al;

其中,Ag+1.16(Sc/Zr)=3.7%,Mg/Zn+Cu/Mg-1.5Ag/Cu=6.31。

上述抗沖擊防變形鋁合金球棒的制備方法,包括如下步驟:

S1、將鋁錠加入熔煉爐,升溫至740℃使之熔融,將剩余各原料加入熔煉爐中熔融,自然降溫至708℃,保溫15min,然后澆注成形,空冷至室溫得到鑄錠,其中,原料熔融的過程在氬氣氛圍中進(jìn)行,原料熔融后進(jìn)行除渣操作;

S2、取S1中得到的鑄錠,升溫至445℃,保溫23h,空冷至室溫,然后以27℃/h的速度升溫至485℃,保溫1.8h,升溫至512℃,保溫25min,然后用溫度為45℃的水淬火,冷卻至室溫得到中間鑄錠;

S3、取S2中得到的中間鑄錠,升溫至125℃,保溫3.5h,升溫至155℃,保溫7.5h,空冷至室溫得到抗沖擊防變形鋁合金球棒。

實施例5

一種抗沖擊防變形鋁合金球棒,其各組分的重量百分比如下:Si:0.045%,F(xiàn)e:0.06%,Cu:1.55%,Mn:0.35%,Mg:0.35%,Cr:0.07%,Zn:0.16%,Ti:0.07%,Zr:0.12%,Sc:0.365%,Ag:0.4%,余量為Al;

其中,Ag+1.16(Sc/Zr)=3.93%,Mg/Zn+Cu/Mg-1.5Ag/Cu=6.23。

上述抗沖擊防變形鋁合金球棒的制備方法,包括如下步驟:

S1、將鋁錠加入熔煉爐,升溫至745℃使之熔融,將剩余各原料加入熔煉爐中熔融,自然降溫至705℃,保溫18min,然后澆注成形,空冷至室溫得到鑄錠,其中,原料熔融的過程在氬氣氛圍中進(jìn)行,原料熔融后進(jìn)行除渣操作;

S2、取S1中得到的鑄錠,升溫至440℃,保溫25h,空冷至室溫,然后以25℃/h的速度升溫至490℃,保溫1.5h,升溫至515℃,保溫20min,然后用溫度為50℃的水淬火,冷卻至室溫得到中間鑄錠;

S3、取S2中得到的中間鑄錠,升溫至120℃,保溫4h,升溫至150℃,保溫8h,空冷至室溫得到抗沖擊防變形鋁合金球棒。

以上所述,僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

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